[고든 정의 TECH+] 골치 아픈 플라스틱 쓰레기 곰팡이에게 맡겨봐?

[서울신문 나우뉴스]

분해 전의 폴리프로필렌 (왼쪽)과 분해 후 (오른쪽)의 모습. 사진= University of Sydney

곰팡이는 음식을 상하게 만드는 주범입니다. 조금만 습하고 따뜻한 곳이 있으면 집안 어디든 자라나는 곰팡이는 나쁜 생물 같지만, 사실은 지구 생태계에 없어서는 안 될 존재입니다. 곰팡이가 온갖 유기물을 분해해서 다시 다른 생물들이 사용할 수 있는 상태로 바꿔주기 때문입니다. 곰팡이처럼 유기물을 분해하는 생물이 없다면 지구는 각종 동식물의 사체로 쌓이고 말 것입니다.

하지만 곰팡이가 음식물이나 동식물의 사체만 분해하는 것은 아닙니다. 과학자들은 곰팡이의 유기물 분해 능력이 생각보다 훨씬 뛰어나다는 사실을 알고 있습니다. 심지어 자연 상태에서 거의 분해되지 않는다고 알려진 플라스틱 소재나 다른 화학물질도 분해할 수 있는 곰팡이가 있을 정도입니다.

호주 시드니 대학 연구팀은 이 가운데 폴리프로필렌을 분해하는 두 종의 곰팡이에 주목했습니다. 폴리프로필렌은 장난감부터 가구, 의류까지 온갖 용도로 사용되는 물질로 전체 플라스틱 쓰레기의 28%를 차지하지만, 이 가운데 적절히 재활용되는 것은 1%에 지나지 않습니다. 따라서 매립 혹은 소각되는 양을 줄이기 위해서는 이를 경제적으로 분해할 방법이 필요합니다.

토양이 있는 곰팡이인 아스퍼질루스 테레우스(Aspergillus terreus)와 엔지오돈티움 알붐 (Engyodontium album)은 보통은 잘 분해하기 어려운 폴리프로필렌도 분해할 수 있습니다. 하지만 일반적인 환경에서 이 과정은 매우 더디게 진행됩니다.

연구팀은 곰팡이에 의한 생물학적 분해 과정을 촉진하기 위해 새로운 기술을 개발했습니다. 우선 폴리프로필렌 쓰레기를 적당한 크기로 자른 후 열과 자외선으로 처리해 생분해하기 쉬운 상태로 만듭니다. 이후 펜톤 시약(제1철을 포함하는 과산화수소 용액)으로 한 번 더 처리한 후 배양 용기에서 곰팡이와 함께 오랜 시간 분해하면 바이오매스와 함께 수소, 메탄 같은 유용한 물질을 부산물로 얻을 수 있습니다. 잘 분해되지 않는 플라스틱 쓰레기를 유용한 자원으로 바꿀 수 있는 업사이클링 기술인 셈입니다.

폴리프로필렌 생분해 과정 요약. 사진=University of Sydney

다만 여전히 느린 분해 속도는 해결해야 할 문제입니다. 두 곰팡이들은 30일에 걸쳐 폴리프로필렌의 21% 분해하고 90일 동안 추가로 25-27%를 분해했습니다. 상업적으로 운용할 수 있는 대규모 생물학적 분해 시스템에 적용하기에는 다소 긴 시간입니다. 물론 현재는 기초 연구 단계로 얼마든지 개선할 수 있는 부분이 있습니다.

연구팀은 폐플라스틱의 바이오 분해 기술의 상업화를 위해 파일럿 생산 시설을 지을 계획입니다. 곰팡이가 갈수록 심각해지는 플라스틱 쓰레기 문제에 근본적인 해결책이 될 수 있을지 주목됩니다.

 

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com